Oktober

Fakuma, Friedrichshafen

Internationale Fachmesse für Kunststoffverarbeitung
17. bis 21. Oktober
www.fakuma-messe.de

parts2clean, Stuttgart

Internationale Leitmesse für industrielle Teile- und Oberflächenreinigung
24. bis 26. Oktober
www.parts2clean.de

Euromold, München

Internationale Fachmesse für Werkzeug-, Modell und Formenbau, Design, Additive Fertigung und Produktentwicklung
24. bis 26. Oktober
www.euromold.com

Airtec, München

Internationale Zulieferermesse für Luft- und Raumfahrt, B2B-Meetings und Kongresse
24. bis 26. Oktober
www.airtec.aero

November

Blechexpo, Stuttgart

Internationale Fachmesse für Blechbearbeitung
7. bis 10. November
www.blechexpo-messe.de

Schweisstec, Stuttgart

Internationale Fachmesse für Fügetechnologie
7. bis 10. November
www.schweisstec-messe.de

Compamed, Düsseldorf

High tech solutions for medical technology
13. bis 16. November
www.compamed.de

formnext, Frankfurt a.M.

Fachmesse für den Werkzeug- und Formenbau, Design und Produktentwicklung und additive Fertigungstechnologie
14. bis 17. November
www.messefrankfurt.com

Aerospacekomponenten aus Titan.

Titan – ein anspruchsvoller Werkstoff

Dihawag AG
Zürichstrasse 15
CH-2504 Biel

Telefon +41 (0)32 344 60 60
www.haimer.de
info@dihawag.ch

www.phorn.de

Umfangreich aufgestellt für die Titanbearbeitung.

Fast so leicht wie Aluminium, aber fester als Stahl, das sind die Assoziationen, die man mit dem Werkstoff Titan verbindet. Titan ist ein teurer Werkstoff, etwa 30-mal teurer als hochwertige Stahllegierungen – 200-mal teurer als Rohstahl. Das ursprünglich fast ausschliesslich in der Hochtechnologie eingesetzte Titan besetzt heute einen immer breiteren Anwendungshorizont in Luft- und Raumfahrt, als biokompatibler Werkstoff in der Medizin und Implantologie, in der Kraftwerkstechnik, bei Wasser-entsalzungsanlagen und in der Umwelttechnologie sowie im Rennsport und bei Extremsportarten. Aber Titan hat Tücken bei der Bearbeitung. Titan ist kein seltenes Metall, es gehört zu den zehn häufigsten Elementen in der Erdkruste. Starke oxidische Bindungen mit Eisen, Calcium, Schwefel oder Barium erfordern aufwendige Herstellungsprozesse bis zum Reintitan. Das macht den Werkstoff so teuer. Der Schmelzpunkt des Metalls liegt bei 1677 °C, sein Siedepunkt bei 3262 °C. Es weist zwei Kristallstrukturen auf: Die hexagonale dichte Kugelpackung des ß-Ti geht bei 882 °C in das kubisch raumzentrierte ß-Ti über. Titan ist antimagnetisch, ein guter Leiter für elektrischen Strom, aber ein sehr schlechter Wärmeleiter mit geringer thermischer Ausdehnung.Seine Festigkeitseigenschaften liegen im Bereich von vergüteten Stählen und behalten sie bis zu Temperaturen von 200 bis 635 °C. Je nach Legierung besitzen Titanwerkstoffe Zugfestigkeiten zwischen 300 und 1150 N/mm2. Einige Titanwerkstoffe können durch Schmiedeprozesse mit noch höheren Festigkeiten ausgestattet werden. Eine Oxidschicht passiviert Titan bei normaler Umgebungsluft und Raumtemperatur und verleiht ihm eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber aggressiven Medien wie chlorhaltigen Gasen, Meerwasser, Alkalilaugen, Alkohol und kalten Säuren.

Die Tücken der Zerspanung
Vor 20 Jahren wurden weltweit etwa 60’000 t Titanmetall verarbeitet, vor zehn Jahren waren es 143’000 t und heute schätzt man die Verbrauchsmenge auf knapp 300’000 t. Wachstumstreiber mit einem Zuwachs von 5 beziehungsweise 10 Prozent jährlich bei der Verwendung von Titanmetall sind dabei Westeuropa und vor allem China.
Verglichen mit Stahl ist bei der Verarbeitung von Titan manches anders. Bei der spanabhebenden Bearbeitung, zum Beispiel beim Drehen oder Fräsen von Titan, kann die Neigung zur Kaltverfestigung hinderlich wirken. Wenn nämlich die Reibung an der Schneide zu gross wird, kann die einsetzende Kaltverfestigung dazu führen, dass das Werkzeug schnell stumpf wird. Beim Drehen und Fräsen von Titan sind scharfe Werkzeuge, die richtigen Schnittparameter und die ideale Spanbildung wichtige Parameter. Auch die Härte der Werkzeuge sowie die Hitzebeständigkeit ihrer Beschichtungen muss der Härte des Werkstoffs angemessen sein. Erschwerend wirkt sich auf die Bearbeitung von Titan auch die Kombination seiner Eigenschaften wie Elastizität (Duktilität) und Zugfestigkeit aus.

Die Lösungen von Horn
Zur Bearbeitung von Titanwerkstoffen wie dem in der Luftfahrt verbreiteten Ti6Al4V hat Horn eine überzeugende Palette von speziellen Werkzeugen entwickelt, die mit scharfen Schneiden, positivem Spanwinkel, grossem Freiwinkel und polierten Schneiden den wichtigsten Problemen der Titanbearbeitung entgegenwirken. Speziell zur Titanbearbeitung in der Luft- und Raumfahrt und für die Medizintechnik entwickelte Horn für seine VHM-Fräser die Schneidstoffsorte TSTK mit guten tribologischen Eigenschaften, hoher Temperaturbeständigkeit und geringer Wärmeeinleitung ins Substrat – ein Hitzeschild sozusagen. Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt, der bei der Entwicklung der VHM-Schaftfräser zu berücksichtigen war: Die Schaftfräser erhielten unterschiedliche Drallwinkel und unterschiedliche Teilung. Das führt zu weichem ruhigem Schnitt und vermeidet Vibrationen. Das Titan-Programm von Horn umfasst eine komplett neue Fräserlinie von VHM-Fräsern mit Durchmessern von 2 bis 20 mm als Vier- und Fünfschneider in den Ausführungen mit 2xD und 3xD.
Für Titan eignen sich bei grossen Strukturteilen die Hochvorschubfräser des Systems DAH 25, 37 und 62. Bei geschmiedeten Titanelementen bewähren sich die Aufsteckfräser des Systems DAH, die auch gut geeignet sind, andere Aerospace-Werkstoffe wie Hastelloy, Inconel oder Astroloy zu bearbeiten. Für die drehende Bearbeitung von Titan empfiehlt Horn Werkzeuglösungen, die für die Zerspanung von rostfreien Werkstoffen entwickelt wurden: hoch temperaturbeständig, scharf, in den Sorten EG3 oder HP6 mit sehr guten tribologischen Eigenschaften. Bei allen Bearbeitungsarten ist hohe und gezielte Kühlmittelzufuhr unabdingbar.